Coupler ( ponte rifletto metrico) costruzione ed utilizzo con AS+ TG. L'obbiettivo finale dell'articolo è, conoscerne i limiti ed eventuali

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1 Coupler ( ponte rifletto metrico) costruzione ed utilizzo con AS+ TG. L'obbiettivo finale dell'articolo è, conoscerne i limiti ed eventuali applicazioni custom con Arduino Iniziamo la sperimentazione prendendo in esame lo schema seguente e varie configurazioni onde evidenziare pregi e difetti.

2 La foto sotto mostra come interpretati i grafici Traccia viola = calibrazione strumento TG+AS Traccia azzurra = porta DUT (R?) open o corto Traccia gialla = porta DUT (R? 50 Ohm)

3 TEST 5 spire 3 spire trasformatore, questo serve solo ad evidenziare l'importanza del trasformatore sulla linearità in frequenza ma non è il progetto finale test return loss dipolo, azzerati i Marker possiamo leggere il valore reale senza dover fare conti di sottrazione Test dipolo

4 Possiamo proseguire per il progetto finale : Nel seguente test non ho utilizzato un nucleo toroidale, ma una serie di binoculari dove faccio scorre 2 fili isolati, in questo modo riduco le reattanze dovuto alle spire del trasformatore ma per mantenere l'accoppiamento fra la linea devo utilizzare più nuclei La foto sotto mostra che la risposta in frequenza è molto più lineare rispetto al trasformatore realizzato con nucleo toroidale, anche la linearità e risposta in frequenza sono migliorate Interpretiamo le tracce: In questo caso non mostro il setup (ponte fra TG e AS), quindi la traccia viola è la perdita del coupler la quale va sottratta al return loss traccia gialla. Traccia viola DUT (R?), open o corto, Traccia gialla carico R?= 50 Ohm. Perdita circa 12 db da sottrarre al marker 2 per una corretta misura, ovvio che quando viene utilizzato si azzerano i marker e la misura corretta senza bisogno di fare conti.

5 La tabella sotto mostra come convertire il retun loss in swr Vediamo i limiti di questa applicazione: Col return loss noi possiamo calcolare l'swr ma non sappiamo che valore ha l'impedenza del DUT in quanto un swr di 2.0 è uguale a Z 100 o Z 25, per conoscere l'impedenza occorre una seconda misura la phase, visto chè Z=SWR*50 o Z=SWR/50 solo in base ai gradi della phase la quale può variare da 0 a 180 riusciamo a sapere la giusta impedenza Nota: (50 = impedenza caratteristica del ponte, questa può anche essere diversa se l'utilizzo è diverso da quello descritto nell'articolo ' ovvio che se decidiamo di lavorare su impedenza diverse anche il l'impedenza del generatore in questo caso il TG e il rivelatore AS devono presentare la stessa impedenza per bilanciare i rami del ponte). IMPORTANTE precisare: Prima di proseguire devo fare delle precisazioni altrimenti è facile entrare in confusione Da quanto scritto sopra chi legge si presume che voglia capire ed approfondire l'utilizzo dell'oggetto che stiamo descrivendo quindi vanno fatte delle precisazioni. Non tutti hanno a disposizione analizzatori di reti vettoriali e non tutti sono in grado di utilizzarli come si deve quindi saper utilizzare un coupler per i lavori quotidiani è importante. Vediamo effettivamente se è necessario conoscere vettori o possedere un analizzatori di reti vettoriale: Il coupler ci dà indicazioni sommarie sull'adattamento dei circuiti ma questo non vuol dire che il nostro lavoro non vada bene, per esempio se mangiamo una minestra e questa risulta di buon gusto, possiamo continuare a mangiarla. Diversamente se la minestra e di buon gusto e voglio conoscere la ricetta devo approfondire. Veniamo al nostro coupler e cerchiamo di capire quando le cose vanno bene o vanno male. In primo luogo il nostro coupler deve almeno superare i -30 db di return loss altrimenti non possiamo stabile le percentuali di perdite con precisione. Esempio un RTL di 20 db corrisponde ad un swr di 1.20 la cui percentuale di riflessione e perdita corrisponde all'incirca a 0,7%, come dire utilizzo 100W e in antenna arrivano 96W. Possiamo vedere che non è un dramma, ma adesso vediamo se serve sapere se questo return loss a quella determinata frequenza presenta Z > di 50 Ohm o < di 50 Ohm, NON SERVE A NIENTE tanto sappiamo che la percentuale di perdita è del 0,7% quindi poco interessa sapere se la parte reattiva è capacita o induttiva se XJ vale 5 o 7 Ohm, sappiamo per certo di trasferire il 96% della potenza, questo dovrebbe bastarci per essere sicuri di aver fatto un buon lavoro di adattamento. Altra precisazione : Questo vale per tutti i quadripoli che andremo ad adattare e testare,conoscere il retrun loss e percentuali di perdite e sufficiente a scrivere (APPROVATO) ed essere sicuri di aver fatto un buon lavoro.

6 Esperimenti : Se invece vogliamo approfondire le misure senza utilizzare un analizzatori di reti vettoriale possiamo comunque sopperire ad alcune di queste carenze nella misura scalare utilizzando degli accorgimenti. Vediamone uno: Come spiegato sopra l'indicazione del return loss ci indica l'adattamento e da questo possiamo calcolare le perdite, se invece vogliamo sapere se l'antenna ha un Z < o > di 50 Ohm possiamo utilizzare un semplice resistore in parallelo alla linea. Supponiamo che Z sia maggiore di 50 Ohm e inseriamo un resistore non induttivo in parallelo alla linea in base al return loss se peggiora o migliora possiamo dedurre che Z è < o > di 50 Ohm. Se return loss migliora vuol dire Z è > di 50 Ohm, se peggiora è < di 50 Ohm. La foto sotto mostra il risultato. Possiamo dire che RTL= 27dB, il quale corrisponde ad SWR 1.09 Siccome sappiamo che Z è > di 50 Ohm utilizziamo la moltiplicazione per cui Swr =1.09* impedenza caratteristica del ponte 50R, Z = 54.5 Ohm Se invece return loss sarebbe PEGGIORATO, il risultato sarebbe stato. Z 50 R / swr 1.09 = Z dipolo 45,8 Ohm. Adesso sappiamo come comportarci per sapere se z è < or > di 50 Ohm.

7 16/10/2015 continua: